[发明专利]一种宽阻带微带线低通滤波器及设计方法

说明书

本发明涉及电子技术领域，提供一种宽阻带微带线低通滤波器及设计方法。本发明将折叠阶梯阻抗低通滤波器电感线段按照某些形状排布，使折叠阶梯阻抗低通滤波器阻带中的零点移动至与寄生通带极点相同或者附近的位置，产生抵消效果，从而使原本的寄生通带变成阻带以达到拓展滤波器阻带带宽的目的，合适的形状排布会同时取得缩小体积的效果。本发明将微带线进行直角折弯，形成宽阻带微带线低通滤波器；将第1电感单元到第n电感单元中至少一个设置保持微带线带外零点与极点抵消的电感抵消结构，电感抵消结构是电感单元折叠而成；电感抵消结构四边同时平行x轴与Y轴。

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其是一种宽阻带微带线低通滤波器及设计方法。

背景技术

电子对抗和其它宽带微波通信领域，需要宽阻带的微波低通滤波器去除高频杂波信号。微带线由于体积相对较小且便于与其它微波器件进行集成，因此应用的最为广泛，目前常见微带线低通滤波器主要有四种形式：(1)如图1a所示，阶梯阻抗线低通滤波器，即用线宽较宽的线等效并联电容，用线宽较窄的线模拟串联电感，这种滤波器易于设计和制造，一般可以实现3倍频的阻带宽度，但是体积较大，近端带外抑制不好；(2)开路枝节线低通滤波器，这种形式用开路枝节线实现并联电容，整体体积略小，可以实现3倍频的阻带宽度，近端带外抑制同样不好；(3)如图1b所示，半集总低通滤波器，这种低通滤波器用阶梯阻抗线直接实现并联电容，体积更小，并且有比较好的近端带外抑制，但是阻带宽度只有2倍频左右；(4)如图1c所示，折叠型阶梯阻抗线低通滤波器，是将传统的阶梯阻抗低通滤波器的电感进行弯曲，使并联电容靠在一起并较强的相互耦合，这种结构体积非常紧凑，且有较好的近端带外抑制，但是阻带宽度通常只有2倍频左右，经常用在实际工程中，但是由于阻带宽度相对较窄，限制其应用范围。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种宽阻带微带线低通滤波器及设计方法。本发明将折叠阶梯阻抗低通滤波器电感线段按照某些形状排布，使折叠阶梯阻抗低通滤波器阻带中的零点移动至与寄生通带极点相同或者附近的位置，产生抵消效果，从而使原本的寄生通带变成阻带以达到拓展滤波器阻带带宽的目的，合适的形状排布会同时取得缩小体积的效果。

本发明采用的技术方案如下：

一种宽阻带微带线低通滤波器设计方法包括：

步骤1：微带线线宽较宽部位等效并联电容，形成电容单元；用微带线线宽较窄部位模拟串联电感，形成电感单元；宽阻带微带线低通滤波器输入输出端口都通过电感单元实现；电容单元与电感单元间隔设置；第一电感单元、第二电感单元之间设置第一电容单元；第m-1电感单元与第m电感单元之间设置第n电容单元；m＝n+1，n＞1；电感单元长度初值电容单元长度初值其中为相位常数，R₀为特性阻抗，Z_l、Z_h分别对应电感单元阻抗、电容单元阻抗，C、L为对应阶数低通滤波器原型归一化元件值，μ为磁导率，∈为介电常数；在体积和工艺允许的情况下，电容单元线宽与电感单元线宽比值尽量大，将电感单元长度初值和电容单元长度初值进行微调，微调后响应满足宽阻带微带线低通滤波器回波损耗设计的指标；

步骤2：将微带线进行直角折弯；将第2电感单元到第n-1电感单元中至少一个设置保持微带线带外零点与寄生通带极点抵消的电感抵消结构，电感抵消结构是电感单元折叠而成；电感抵消结构四边分别平行x轴或Y轴，其中x轴与y轴垂直。

进一步的，所述步骤2中电感抵消结构的设计过程具体包括：

步骤21：在步骤1基础上，将微带线进行直角折弯；微带线线宽较宽部位等效并联电容，形成电容单元，形成折叠型阶梯阻抗低通滤波器；

步骤22：对步骤21中形成的折叠型阶梯阻抗低通滤波器与步骤1中的宽阻带微带线低通滤波器分别进行电磁三维仿真；